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目的:
比较正性肌力药物潜在作用靶点蛋白磷酸酶(抑制剂Calyculin A,CA)与现有靶点Na+-K+-ATP酶(抑制剂去乙酰毛花苷,简称西地兰)对正常大鼠心脏的作用,分析蛋白磷酸酶作为抗心衰药物靶点的优劣性与前景。
试剂:
1.CalyculinA:花萼海绵体诱癌素(CA),批号:101932.7l.2,购买于Genne Operation公司。
2.去乙酰毛花苷(Deslanoside Injection),简称西地兰:国药准字H32021538,成都倍特药业有限公司生产。
方法:
1.大鼠在体心室-压力容积环(P-V Loop)记录
Millar双压力容积导管自仰卧位麻醉大鼠右颈动脉插入大鼠左心室,药物溶于O.3mL生理盐水经左颈静脉给药,记录加药前后大鼠左心室压力.容积关系曲线及动脉各项血流动力学参数,并通过这些动力学参数分析药物对大鼠心脏及血管的综合作用。
2.大鼠离体心脏左心室收缩力的测定
离体大鼠心脏被放置Langendorff灌流装置系统上,药物溶于20mL有钙灌流液中,经主动脉逆行灌流离体心脏。用灌流液排空气泡的聚乙烯导管与感受器连接经左心房插入左心室,压力转换器与四道生理信号记录仪相连,RM6240生物采集系统记录加药前后离体心脏左心室收缩压力的曲线并分析各项离体心脏收缩指标。
3.大鼠左心室单个心肌细胞钙瞬变荧光强度测定
采用酶消化法分离获取大鼠左心室心肌细胞,钙荧光染色剂Fluo-3(5μmol/L)孵育染色30min后给予电刺激细胞,单色激发光激发荧光探针释放荧光,离子影像系统获取心肌细胞钙瞬变荧光强度。
结果:
1.Calyculin A及西地兰对大鼠心肌收缩力的作用
CA与西地兰均能显著性增加大鼠心输出量,增加搏出功,使心肌收缩末压增强,收缩末期容积降低。且CA能够增大大鼠每搏输出功,显著提高大鼠心脏射血分数,同时增大左心室容积最大上升速率,表明在本实验条件下,CA对正常大鼠心脏功能的作用比西地兰更具优势。
2.Calyculin A及西地兰对大鼠收缩与舒张性能的作用
CA不仅能够提高大鼠心室收缩性能,而且能同时改善其舒张功能;而西地兰仅能改善实验大鼠的收缩性能,对舒张期心肌舒张作用并不明显,表明CA具有治疗舒张功能障碍性心衰的潜能。
3.CA与西地兰对动脉压、动脉阻抗及心室与血管耦合性的作用
CA与西地兰都能增加大鼠室内压与动脉压,且CA使动脉压差值增大,同时降低动脉阻抗,改善心脏-血管耦联效应;而西地兰并不造成动脉压脉压差的变化,改善心脏-血管耦联效应弱于CA。
4.CA与西地兰对离体大鼠心脏收缩力的作用
CA与西地兰均能增加大鼠离体心脏左心室室内压,降低心率,CA还能够显著性提高室内压最大上升速率,这些作用独立于神经-体液的调节。
5.CA与西地兰对大鼠左心室肌细胞钙释放的作用
CA增加心肌细胞收缩期钙离子浓度,降低舒张期钙释放荧光值。通过降低去磷酸化受磷蛋白增加钙泵活性,从而增加钙回收速率;而西地兰使收缩期与舒张期钙浓度均增加,但并不影响肌浆网钙泵功能,其机理是抑制Na+-K+-ATP酶,作用于钠-钙交换(NCX)的机制达到提高胞浆Ca2+浓度的效应。表明CA更能影响钙泵活性从而促进钙循环过程。
结论:
实验结果表明,西地兰为临床常用的正性肌力药物,从整体效应看,能够发挥正性肌力提高大鼠心肌收缩力作用不容置疑。但从心脏与血管的耦合性看其作用并不如CA,且就分子机制上讲,西地兰间接通过NCX交换机制增加胞浆Ca2+浓度,易造成舒张期钙浓度增加,导致心律失常。而CA在体P-V Loop实验同样表明其能增加大鼠心脏收缩力,能增强钙泵活性,改善心室收缩与舒张性能,使钙转运速率增大,降低舒张期胞浆钙浓度。此外,CA降低血管阻抗,改善心脏血管耦合性。综上所述,CA与西地兰相比,其抗心衰作用强于西地兰。因此基于本实验的研究,CA能够发挥正性肌力作用而用于抗心衰靶点研究。因此,蛋白磷酸酶可作用靶点,用于正性肌力药物的开发。
比较正性肌力药物潜在作用靶点蛋白磷酸酶(抑制剂Calyculin A,CA)与现有靶点Na+-K+-ATP酶(抑制剂去乙酰毛花苷,简称西地兰)对正常大鼠心脏的作用,分析蛋白磷酸酶作为抗心衰药物靶点的优劣性与前景。
试剂:
1.CalyculinA:花萼海绵体诱癌素(CA),批号:101932.7l.2,购买于Genne Operation公司。
2.去乙酰毛花苷(Deslanoside Injection),简称西地兰:国药准字H32021538,成都倍特药业有限公司生产。
方法:
1.大鼠在体心室-压力容积环(P-V Loop)记录
Millar双压力容积导管自仰卧位麻醉大鼠右颈动脉插入大鼠左心室,药物溶于O.3mL生理盐水经左颈静脉给药,记录加药前后大鼠左心室压力.容积关系曲线及动脉各项血流动力学参数,并通过这些动力学参数分析药物对大鼠心脏及血管的综合作用。
2.大鼠离体心脏左心室收缩力的测定
离体大鼠心脏被放置Langendorff灌流装置系统上,药物溶于20mL有钙灌流液中,经主动脉逆行灌流离体心脏。用灌流液排空气泡的聚乙烯导管与感受器连接经左心房插入左心室,压力转换器与四道生理信号记录仪相连,RM6240生物采集系统记录加药前后离体心脏左心室收缩压力的曲线并分析各项离体心脏收缩指标。
3.大鼠左心室单个心肌细胞钙瞬变荧光强度测定
采用酶消化法分离获取大鼠左心室心肌细胞,钙荧光染色剂Fluo-3(5μmol/L)孵育染色30min后给予电刺激细胞,单色激发光激发荧光探针释放荧光,离子影像系统获取心肌细胞钙瞬变荧光强度。
结果:
1.Calyculin A及西地兰对大鼠心肌收缩力的作用
CA与西地兰均能显著性增加大鼠心输出量,增加搏出功,使心肌收缩末压增强,收缩末期容积降低。且CA能够增大大鼠每搏输出功,显著提高大鼠心脏射血分数,同时增大左心室容积最大上升速率,表明在本实验条件下,CA对正常大鼠心脏功能的作用比西地兰更具优势。
2.Calyculin A及西地兰对大鼠收缩与舒张性能的作用
CA不仅能够提高大鼠心室收缩性能,而且能同时改善其舒张功能;而西地兰仅能改善实验大鼠的收缩性能,对舒张期心肌舒张作用并不明显,表明CA具有治疗舒张功能障碍性心衰的潜能。
3.CA与西地兰对动脉压、动脉阻抗及心室与血管耦合性的作用
CA与西地兰都能增加大鼠室内压与动脉压,且CA使动脉压差值增大,同时降低动脉阻抗,改善心脏-血管耦联效应;而西地兰并不造成动脉压脉压差的变化,改善心脏-血管耦联效应弱于CA。
4.CA与西地兰对离体大鼠心脏收缩力的作用
CA与西地兰均能增加大鼠离体心脏左心室室内压,降低心率,CA还能够显著性提高室内压最大上升速率,这些作用独立于神经-体液的调节。
5.CA与西地兰对大鼠左心室肌细胞钙释放的作用
CA增加心肌细胞收缩期钙离子浓度,降低舒张期钙释放荧光值。通过降低去磷酸化受磷蛋白增加钙泵活性,从而增加钙回收速率;而西地兰使收缩期与舒张期钙浓度均增加,但并不影响肌浆网钙泵功能,其机理是抑制Na+-K+-ATP酶,作用于钠-钙交换(NCX)的机制达到提高胞浆Ca2+浓度的效应。表明CA更能影响钙泵活性从而促进钙循环过程。
结论:
实验结果表明,西地兰为临床常用的正性肌力药物,从整体效应看,能够发挥正性肌力提高大鼠心肌收缩力作用不容置疑。但从心脏与血管的耦合性看其作用并不如CA,且就分子机制上讲,西地兰间接通过NCX交换机制增加胞浆Ca2+浓度,易造成舒张期钙浓度增加,导致心律失常。而CA在体P-V Loop实验同样表明其能增加大鼠心脏收缩力,能增强钙泵活性,改善心室收缩与舒张性能,使钙转运速率增大,降低舒张期胞浆钙浓度。此外,CA降低血管阻抗,改善心脏血管耦合性。综上所述,CA与西地兰相比,其抗心衰作用强于西地兰。因此基于本实验的研究,CA能够发挥正性肌力作用而用于抗心衰靶点研究。因此,蛋白磷酸酶可作用靶点,用于正性肌力药物的开发。